CN104502876B - 一种高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，所述方法包括以下步骤：在绝缘接头的金属套引出线上卡装高频传感器HFCT；在接头绝缘法兰两侧装外置式耦合电容Cc；采用标准脉冲发生器通过Cc注入校验脉冲IPG；采用HFCT检测IPG传至引出线处的Id；选出HFCT信噪比最高的频带FD3；依次注入5个不同电荷量Qcal的IPG；计算Id在FD3内的等效放电量Qd；计算Qcal与Qd的等效系数kmi；将kmi线性回归得出校验系数Fcal；用Fcal修正HFCT检出的QHFCT得到QCAL。采用以上校验方法弥补了高频局放带电检测中校验方法缺失的不足，可促进检测量值的规范化与数据横向比对的实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力电缆状态检测技术，具体涉及一种高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法。
背景技术
城市电网的快速发展与升级改造中，输配电线路广泛使用交联聚乙烯(XLPE，以下简称交联)电缆作为电力电缆。交联电缆是交联聚乙烯绝缘电缆的简称。交联电缆适用于工频交流电压500KV及其以下的输配电线路中。高压电缆目前绝大部分都采用交联聚乙烯绝缘，交联聚乙烯绝缘电缆是利用化学方法或物理方法，使电缆绝缘聚乙烯分子由线性分子结构转变为主体网状分子结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少了它的收缩性，使其受热以后难以熔化，并保持优良的电气性能。近十年来，交联电缆的敷设回路长度以超过15％的年平均增长率稳步增长。高压、超高压交联电缆线路已成为一些国家电网的重要组成部分。
相关研究表明，局部放电(Partial Discharge，以下简称PD)作为电缆线路早期绝缘故障的主要表现形式，既是引起绝缘老化的主要原因，又是表征绝缘状况的主要特征参量。为提升电缆线路运行可靠性，避免绝缘缺陷造成运行故障，需要检测电力电缆及附件PD的带电。
IEC60270标准只规定了对电力电缆的离线校验方法，该法的原理是将低幅值方波电压U0通过小容量C0串接至试品电缆Cx两端，再向试品电缆注入校验电荷q0＝C0U0,根据PD测量仪器的读数h0，确定校验系数k0＝q0/h0。
当前，电力电缆PD带电检测中通常采用高频电磁耦合法，但IEC60270规定的离线校验方法只适用于电缆及其附件停电并能够接触到电缆终端的情况，而电缆线路中高压电缆中间接头现场带电检测中缺乏合理的校验过程，从而导致高频电磁耦合PD检测的结果受检测设备与检测环境影响，不具备标准化的基础，给局部放电信号的检测、判别与比对带来了难以客服的困难与不便。
因此，需提供一种检测方法，实现对高压电缆附件的高频局部放带电的检测与诊断。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，所述校验方法包括以下步骤：
S1，选取所述高压电缆附件的电缆绝缘接头为要检测校验的部位；
S2，在所述电缆绝缘接头的金属套引出线上卡装高频电磁耦合传感器HFCT；
S3，在所述电缆绝缘接头的绝缘法兰两侧安设外置式耦合电容Cc；
S4，采用标准脉冲发生器通过所述外置式耦合电容Cc注入电荷量为Qcal的校验脉冲电流信号IPG；
S5，通过所述高频电磁耦合传感器HFCT检测校验脉冲电流信号IPG传递至所述金属套引出线处的脉冲电流信号Id；
S6，在所述高频电磁耦合传感器HFCT的频率范围FD1内，选出最高信噪比的检测频带区间FD3；
S7，在检测频带区间FD3内，计算注入的校验脉冲电流信号IPG所对应等效系数km；
S8，依次注入5个不同电荷量Qcal的脉冲电流信号IPG，分别计算等效系数kmi，i＝1、2、3、4、5，采用基于最小二乘法的线性回归进行处理，得出所述高频电磁耦合传感器HFCT局部放带电检测的校验系数关系式为Fcal＝a×km+b，a、b由km1、km2、km3、km4、km5线性回归所得出的值；
S9，对所述高频电磁耦合传感器HFCT检出的PD脉冲电流的放电量QHFCT进行量值修正，即得到校验后的视在放电量QCAL，QCAL＝Fcal×QHFCT。
优选地，所述高频电磁耦合传感器HFCT的检测带宽FD1为100kHz～30MHz，传输阻抗Kd＝Ud/Id，Id为高频电磁耦合传感器HFCT的输入PD脉冲电流，Ud为高频电磁耦合传感器HFCT的输出脉冲电压。
优选地，所述外置式耦合电容Cc的检测带宽FD2为100kHz～100MHz。
优选地，所述校验脉冲电流信号IPG的上升沿小于60nS。
优选地，所述5个不同电荷量量Qcal依次为500pC、200pC、100pC、50pC、20pC。
优选地，所述等效系数km＝Qcal/Qd，Qd为等效放电量，f为检测频带区间FD3内的频率分量。
优选地，所述检测频带区间FD3的选出的依据是Id≧5In，In为高频电磁耦合传感器HFCT检出的背景噪声耦合电流信号。
优选地，所述电缆绝缘接头的电压等级为110kV～500kV。
和最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有下述优异效果：
1.有效解决了IEC60270标准中离线校验方法只适用于电缆及其附件停电并能够接触到电缆终端，不适用于高压电缆绝缘接头带电运行情况下局放检测校验的问题。
2.弥补了基于高频电磁耦合法局部放带电检测中校验方法缺失的不足，可提升局部放带电检测的定量分析准确性，也可促进检测数据计量的规范化与数据横向比对的实现。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明高压电缆附件高频局部放带电检测的校验的系统组成图；
附图标记：1-金属套引出线；2-绝缘法兰；3-传感器信号线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图1，图1为本发明高压电缆附件高频局部放带电检测的校验的系统组成图。如图1所示，选取所述高压电缆附件的电缆绝缘接头为要检测的部位，将高频电磁耦合传感器HFCT卡装至电缆绝缘接头的金属套引出线1上，将高频电磁耦合传感器HFCT通过传感器信号线3与PD检测仪相连接，并在电缆绝缘接头的绝缘法兰2的两侧分别绕包设置一个外置式耦合电容Cc，所述耦合电容Cc检测带宽FD2为100kHz～100MHz。
高频电磁耦合传感器HFCT检测带宽FD1：100kHz～30MHz，传输阻抗Kd＝Ud/Id，传输阻抗是描述高频电磁耦合传感器HFCT将PD脉冲电流进行信号调理、转换为脉冲电压的性能参数，Id表示高频电磁耦合传感器HFCT的输入PD脉冲电流，Ud表示高频电磁耦合传感器HFCT的输出脉冲电压。
采用标准脉冲发生器，通过两个外置式耦合电容Cc注入校验脉冲电流信号IPG，IPG符合IEC60270标准的信号波形要求，上升沿<60nS，IPG的电荷量Qcal，然后通过高频电磁耦合传感器HFCT检测校验脉冲电流信号传递至金属套引出线处的脉冲电流信号Id，Id＝Ud/Kd。
在高频电磁耦合传感器HFCT的频率范围FD1内，选出最高信噪比的检测频带区间FD3，选出的依据是Id≧5In，In为高频电磁耦合传感器HFCT检出的背景噪声耦合电流信号。
在检测频带区间FD3内，计算注入的校验脉冲电流信号IPG所对应等效系数km＝Qcal/Qd，Qd为等效放电量，是根据HFCT检出的脉冲电流信号Id在FD3内的频域积分计算得出，即f为检测频带区间FD3内的频率分量，Id＝Ud/Kd。
对依次注入5个不同电荷量量值Qcal的校验脉冲电流信号IPG，计算得到等效系数kmi，i＝1、2、3、4、5；采用基于最小二乘法的线性回归对kmi进行处理，得出高频电磁耦合传感器HFCT局放带电检测的校验系数关系式，即Fcal＝a×km+b，关系式中系数a、b由km1、km2、km3、km4、km5线性回归得出；所述5个不同电荷量量值Qcal依次为500pC、200pC、100pC、50pC、20pC。
采用高频电磁耦合传感器HFCT现场带电检测高压电缆绝缘接头局放时，根据校验系数关系式对HFCT检出的PD脉冲电流的放电量QHFCT进行量值修正，即得到校验后的视在放电量QCAL，QCAL＝Fcal×QHFCT。
本发明提出的一种高压电缆附件的高频局部放带电检测校验方法，适用于110(66)kV～500kV电压等级的电缆绝缘接头的高频电磁耦合法局部放电带电检测前进行的检测量值校验。用本发明的高频局部放带电检测校验方法有效解决了IEC60270标准中离线校验方法只适用于电缆及其附件停电并能够接触到电缆终端，不适用于高压电缆绝缘接头带电运行情况下局放检测校验的问题；弥补了基于高频电磁耦合法局放带电检测中校验方法缺失的不足，可提升局放带电检测的定量分析准确性，也可促进检测数据计量的规范化与数据横向比对的实现。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，其特征在于，所述校验方法包括以下步骤：
S1，选取所述高压电缆附件的电缆绝缘接头为要检测校验的部位；
S2，在所述电缆绝缘接头的金属套引出线上卡装高频电磁耦合传感器HFCT；
S3，在所述电缆绝缘接头的绝缘法兰两侧安设外置式耦合电容Cc；
S4，采用标准脉冲发生器通过所述外置式耦合电容Cc注入电荷量为Qcal的校验脉冲电流信号IPG；
S5，通过所述高频电磁耦合传感器HFCT检测校验脉冲电流信号IPG传递至所述金属套引出线处的脉冲电流信号Id；
S6，在所述高频电磁耦合传感器HFCT的频率范围FD1内，选出最高信噪比的检测频带区间FD3；
S7，在检测频带区间FD3内，计算注入的校验脉冲电流信号IPG所对应等效系数km；
S8，依次注入5个不同电荷量Qcal的校验脉冲电流信号IPG，分别计算等效系数kmi，i＝1、2、3、4、5，采用基于最小二乘法的线性回归进行处理，得出所述高频电磁耦合传感器HFCT局部放带电检测的校验系数关系式为Fcal＝a×km+b，a、b由km1、km2、km3、km4和km5线性回归所得出的值；
S9，对所述高频电磁耦合传感器HFCT检出的PD脉冲电流的放电量QHFCT进行量值修正，即得到校验后的视在放电量Qcal，Qcal＝Fcal×QHFCT。
2.根据权利要求1所述的高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，其特征在于，所述高频电磁耦合传感器HFCT的检测带宽FD1为100kHz～30MHz，传输阻抗Kd＝Ud/Id，Id为高频电磁耦合传感器HFCT的输入PD脉冲电流，Ud为高频电磁耦合传感器HFCT的输出脉冲电压。
3.根据权利要求1所述的高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，其特征在于，所述外置式耦合电容Cc的检测带宽FD2为100kHz～100MHz。
4.根据权利要求1所述的高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，其特征在于，所述校验脉冲电流信号IPG的上升沿小于60nS。
5.根据权利要求1所述的高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，其特征在于，所述5个不同电荷量Qcal分别为500pC、200pC、100pC、50pC和20pC。
6.根据权利要求1所述的高压电缆附件高频局部放带电检测方法，其特征在于，所述等效系数km＝Qcal/Qd，Qd为等效放电量，f为检测频带区间FD3内的频率分量。
7.根据权利要求1所述的高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，其特征在于，所述检测频带区间FD3的选出的依据是Id≥5In，In为高频电磁耦合传感器HFCT检出的背景噪声耦合电流信号。
8.根据权利要求1所述的高压电缆附件高频局部放带电检测的校验方法，其特征在于，所述电缆绝缘接头的电压等级为110kV～500kV。
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| GR01 | Patent grant | ||
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